Android 系统启动流程总结

1. 从 init 开始（init.cpp）

init 进程是用户空间启动的第一个进程，init 通过：
解析 init.rc 文件 -> 创建 Service 对象 -> Service.start() -> fork() -> execve() 来启动 zygote 进程

2. zygote 启动 （app_main.cpp）

在 zygote 的 main() 函数中主要做了下面几件事

• 初始化AppRuntime
• 设置进程名为 “zygote”
• AndroidRuntime.start() 启动 ZygoteInit 类，进入 Java 世界（AppRuntime 是 AndroidRuntime 的子类）

这里重点是最后一步，start() 函数里几个重要的步骤是：

• startVm() 启动虚拟机，配置各种虚拟机的参数
• startReg() 注册大量 native 函数
• JNIEvn->CallStaticVoidMethod() 调用 ZygoteInit 类的 main() 函数

3. ZygoteInit 初始化

• 创建 ZygoteServer，并建立 Socket 监听
• preload()，预加载大量的类和资源文件
• startSystemServer()，通过一次 fork 启动 system_server 进程
• 通过 ZygoteServer.runSelectLoop() 处理客户端发起的 Socket 连接
• startSystemServer() 中 fork 出 system_server 进程之后，调用 handleSystemServerProcess() ，最终走到 RuntimeInit.zygoteInit() 的分支进行一些初始化的操作
  • nativeZygoteInit() -> AndroidRuntime.com_android_internal_os_RuntimeInit_nativeZygoteInit() -> AppRuntim.onZygoteInit()，启动 binder线程池
• applicationInit() -> invokeStaticMain()，这里的参数argv 从 ZygoteInit.startSystemServer() 一路传递过来，要启动的 Java 类是 com.android.server.SystemServer。但这里并没有直接调用 Java 类的 main() 函数，而是在方法的末尾抛出一个异常 Zygote.MethodAndArgsCaller
• ZygoteInit.main() 方法捕获 Zygote.MethodAndArgsCaller 异常，调用MethodAndArgsCaller 的 run() 方法，最终通过反射完成了SystemServer.main() 方法的调用，这样做的目的是为了清空栈帧，提高栈帧利用率

4. SystemServer 启动

SytemServer.main() -> SystemServer.run() :

• Looper.prepareMainLooper()
• createSystemContext() ->ActivityThread.systemMain() ->ActivityThread.attach(true)
  (这里的boolean参数是为了用来区分是否是系统进程，普通应用进程启动时会调用 ActivityThread.main() -> ActivityThread.attach(false)，更多细节会在以后的应用启动流程中进行分析):
• ActivityThread.attach(true)，关键部分代码如下，主要就是初始化了 mInstrumentation 和 mInitialApplication 两个变量

mInstrumentation = new Instrumentation();
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, getSystemContext().mPackageInfo);
mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
mInitialApplication.onCreate();```
  * mSystemContext = activityThread.getSystemContext() -> ContextImpl.createSystemContext()，关键代码如下：

static ContextImpl createSystemContext(ActivityThread mainThread) {
LoadedApk packageInfo = new LoadedApk(mainThread);
ContextImpl context = new ContextImpl(null, mainThread,
packageInfo, null, null, 0, null, null, Display.INVALID_DISPLAY);
context.mResources.updateConfiguration(context.mResourcesManager.getConfiguration(),
context.mResourcesManager.getDisplayMetrics());
return context;
}

* startBootstrapServices() 、startCoreServices() 、startOtherServices() 启动各类系统服务，这些服务都通过 SystemServiceManager.startService() 或 ServiceManager.addService() 来启动和管理。启动进行的不同的阶段，会多次调用 SystemServiceManager.startBootPhase(int phase) -> service.onBootPhase(phase)，传入不同的 phase 值，不同的服务根据 phase 值不同可以做对应的处理。
在 startOtherServices() 的最后，会调用 ActivityManagerService.systemReady()，这里面会调用 startHomeActivityLocked() 来启动系统的第一个 app，也就是 Lanuncher。
* Looper.loop()  至此，系统的启动部分逻辑就全部结束了